WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ Киев 2008 И.М. Панов, В.И. Ветохин ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ МОНОГРАФИЯ Киев Феникс 2008 УДК 631.31 Рекомендовано к печати Ученым советом Национального ...»

-- [ Страница 1 ] --

И.М. Панов, В.И. Ветохин

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

МЕХАНИКИ ПОЧВ

Киев 2008

И.М. Панов, В.И. Ветохин

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

МЕХАНИКИ ПОЧВ

МОНОГРАФИЯ

Киев

«Феникс»

2008

УДК 631.31

Рекомендовано к печати Ученым советом Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт» 08.09.2008 (протокол № 8) Рецензенты: Кушнарев А.С. - Член- корреспондент НААН Украины, Д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник УкрНИИПИТ им.Л.Погорелого;

Дубровин В.А. - Д-р техн. наук, профессор, директор научно-исследовательского института экобиотехнологий и биоэнергетики Национального аграрного университета Украины;

Ванин В.В. - Д-р техн. наук, профессор, декан физико-математического факультета НТУУ «КПИ»;

Юрчук В.П. - Д-р техн. наук, профессор НТУУ «КПИ»

Панов И.М., Ветохин В.И.

Физические основы механики почв / И.М. Панов, В.И.Ветохин. - К.:

Феникс, 2008, - 266с.: илл.

ISBN 978-966-651-621- В монографии изложены теоретические основы деформации и разрушения почв с использованием моделей сплошной и дискретной сред, динамические и физические процессы стружкообразования при резании почвы, экологические и энергосберегающие аспекты современного земледелия. На основе анализа и обобщения результатов научных исследований и достижений в области физики почвогрунтов намечены пути и средства снижения энергозатрат на процесс обработки почвы и повышение его качества. Показана взаимосвязь физических явлений при почвообработке с формами и параметрами рыхлителей. Приведены примеры реализации теоретических положений в конструкциях почвообрабатывающих орудий.

Книга предназначена для научных работников, студентов, аспирантов агроинженерных Вузов и специалистов сельхозмашиностроения.

ББК 40. © Панов И.М., Ветохин В.И. ISBN 978-966-651-621-

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

ВВЕДЕНИЕ

Обработка почвы является наиболее древним занятием человечества при производстве продуктов питания. При переходе от кочевого к оседлому образу жизни для поддержания своего существования человек впервые применил примитивные орудия для рыхления почвы и образования борозд с укладкой в них семян сначала диких, а затем культурных растений. Академик В.П. Горячкин предложил схему развития плуга от криволинейной заостренной палки до сохи с отвалом. С полным основанием можно сказать, что вся история развития почвообрабатывающих орудий тесно связана с общим прогрессом и развитием цивилизации. Рухадловый (рыхлящий) отвал был предложен в Германии, винтовая поверхность отвала была обоснована работами Лямбручини и Ридольфи (Италия). Плуг с предплужником был впервые изготовлен в Германии Рудольфом Сакком. В России было налажено производство конных плугов с передком конструкции А. Павлова (г. Рязань) и Генна (г. Одесса). Современные плуги, оснащенные корпусами различной формы для тракторов разного класса тяги, выпускаются фирмами всех развитых стран.

Для удовлетворения требований агротехники для посева и посадки различных сельскохозяйственных культур в дополнение к отвальным плугам шло развитие и совершенствование других почвообрабатывающих машин и орудий: культиваторов, борон, катков, дисковых орудий, фрез. Благодаря широкой механизации всех технологических процессов обработки почвы по данным П.У. Бахтина [12] земледельцами всего мира ежегодно обрабатывается около 1,5 млрд. га, что соответствует объему переработанной почвы почти в 6000 км3. Это сравнимо по объему и скорости с геологическими горообразовательными

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

процессами. В Российской Федерации по средним статистическим данным пахотные площади составляют почти 120 млн. га, на Украине – около млн. га. На их обработку ежегодно расходуется более 3 млн. т горючего или до 40% всех энергетических и до 25% трудовых затрат в полеводстве.

Считается общепризнанным, что урожайность сельскохозяйственных культур на 25% зависит от качества обработки почвы. Учитывая это, а также грандиозность воздействия человека на почву, необходим взвешенный подход к выбору систем земледелия и средств механизации, так как любая ошибка в этом ведет к невосполнимым потерям урожая на больших площадях.

соответствовало экстенсивное земледелие, которое основывалось на неумеренном использовании потенциального плодородия почвы при восстанавливались с помощью залежной и переложной систем земледелия.

Применение отвального плуга сначала на животной, а затем на тракторной тяге повысило эффективность земледелия, благодаря вовлечению в севооборот более глубоких слоев почвы. Широкое применение отвальной вспашки позволило перейти от экстенсивного к интенсивному использованию сельхозугодий путем введения паровой, плодосменной и травопольной систем земледелия [85].

многократных проходах по полю все более мощных и тяжелых машиннотракторных агрегатов, лишении почвы растительного покрова, привели к расширению зон ветровой и водной эрозии. Поэтому в качестве альтернативы в середине двадцатого столетия получили развитие почвозащитные системы земледелия, называемые в России системами Т.С. Мальцева и А.М. Бараева, Украине Н. К. Шикулы и Ф.Т. Моргуна. Но

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ





и эти системы имели ряд негативных последствий: после безотвальных «подошвы», что приводило к нарушению водно-воздушного режима, вымоканию посевов, засорению сорняками. Не всегда обеспечивалось достаточное качество крошения почвы. В настоящее время стало ясно, что современные системы земледелия наносят вред не только плодородному горизонту почвы, но и всей окружающей среде за счет сноса верхнего плодородного слоя почвы в водоемы и низины вместе с остатками токсичных химикатов [36, 43, 45, 76, 77, 113]. Для выхода из создавшегося положения остро встала проблема экологизации земледелия, придания механической обработке почвы функций регулирования не только агротехнических, но и физических параметров почвы.

Следует отметить, что до настоящего времени не разработана научная теория механических процессов обработки почвы. Поэтому актуальным остается высказывание академика В.П. Горячкина о том, что «вопрос о деформации пласта составляет камень преткновения для всякого рода теоретических исследований» [31]. Фрагмент исследования по «теории разрушения почвы», предложенный В.П. Горячкиным, основан на представлении почвы как сплошной среды с изотропными свойствами и не рациональная формула силы тяги плуга имеет формально-логический характер, но не раскрывает физической сущности процессов резания почвы. Значительный вклад в развитие основных вопросов теории механической обработки почвы внесли труды М.Х. Пигулевского, Г.И. Покровского, В.В. Кацыгина, А.Н. Гудкова, Г.Н. Синеокова, В.А. Желиговского, Т.М. Гологурского, А.С. Кушнарева, M.L. Nichols, W.R. Gill, W. Soehne В.П. Горячкина были начаты систематические исследования процессов

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

резания грунтов землеройными машинами (М.Г. Домбровский, И.Я. Айзеншток, Ю.А. Ветров, А.Н. Зеленин и др.). Трудами перечисленных ученых создана научная дисциплина «Механика грунтов», в которой накоплен значительный экспериментальный и теоретический материал по резанию грунтов клинообразными рабочими органами.

Однако механика грунтов базируется в основном на идеализированных методах сплошной среды.

старопахотные, представляют собой полидисперсные структурные среды с распределенным в них множеством различных дефектов и дислокаций, которые существенным образом влияют на качество и сопротивление почвы при ее обработке. Однако вопросы деформации и разрушения почв как дискретных сред еще совершенно недостаточно отражены в научной литературе.

В предлагаемой монографии дан анализ, как собственных исследований, так и работ других авторов по механике почв, а также рассмотрены динамические и физические процессы, происходящие при взаимодействии рабочих органов машин с почвой. Сделана попытка прогноза развития механики почв на ближайшее будущее.

Под предметом механики почв будем понимать изучение закономерностей взаимодействия рабочих органов почвообрабатывающих машин с почвой с учетом физических процессов, сопровождающих деформацию и разрушение, т.е. отделение стружки от монолита пласта.

При этом основное внимание уделяется изучению напряженнодеформированного состояния отрезаемой стружки с учетом прочностных и релаксационных свойств почвы. Важное значение для механики почв имеет выбор расчетной модели почвы, наиболее полно соответствующей реальной анизотропной, полидисперсной и гетерогенной среде.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Глава 1. Экологические аспекты механической обработки Анализ научных публикаций показывает, что при современном состоянии земледельческой механики, а также конструкций технических средств в 21 веке механический способ обработки почвы на тракторной энергетике останется превалирующим со всеми его положительными и отрицательными последствиями. Так, в настоящее время, половина пахотных площадей России имеет недостаточное содержание гумуса, четвертая часть из них нуждается в известковании, более 20 млн. га в гипсовании и мелиоративной обработке, почти 60% посевных площадей находятся в эрозионноопасных зонах [45]. От ветровой и водной эрозии ежегодно теряется почти 3 млрд. т плодородной почвы, что соответствует 40…42 млн. т питательных веществ, т.е. их теряется больше, чем вносится с удобрениями. Не прекращается образование оврагов, средняя скорость роста которых составляет 1…1,5 м в год [71]. Эрозия и деградация пахотного горизонта снижает продуктивность сельскохозяйственных угодий. Недобор урожая на эродированных почвах доходит до 30% [36, 76]. Вследствие увеличения массы мобильной техники за последние 20…25 лет твердость почвы верхних слоев увеличилась в 1,3…1,4 раза, а глубина уплотненного слоя достигает 1,5 м [42].

В.А. Ковда [64] указал на ряд главных факторов, снижающих плодородие почв. Основными из них являются: развитие эрозионных процессов на полевых и пастбищных угодьях, истощение запасов в почве органических веществ и отрицательный баланс гумуса, переуплотнение пахотного горизонта, ухудшение водного и воздушного режимов питания сельскохозяйственных культур, временное подтопление или иссушение почвы, низкое качество работы почвообрабатывающих машин и орудий.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Негативные явления современных систем земледелия вызвали сельскохозяйственных культур и способов обработки почвы.

В прошлом веке во многих странах проходили проверку такие технологии как «щадящая», «минимальная», «безгербицидная», «нулевая», «гребневая» и др. [101]. Основами всех новых технологий являлись минимализация числа и глубины обработок, зарегулированность стока дождевых и талых вод, повышение эрозионной стойкости поверхности поля путем оставления незаделанной части стерни. Таким образом, все новые технологии имели почвозащитную направленность.

Однако широкие испытания показали, что не все новые технологии способны коренным образом решить проблему экологизации земледелия. Дело в том, что сам по себе механический способ обработки почвы, лежащий в основе всех технологий, может быть причиной нарушения экологического равновесия, так как имеет двойственный характер воздействия на почву. С одной стороны, обработка почвы должна придавать обрабатываемому слою оптимальное крошение и строение для обеспечения благоприятных водного, воздушного, теплового и пищевого режимов произрастания сельскохозяйственных культур. С другой стороны, механическая обработка приводит к разрушению структуры почвы, к усилению минерализации органических веществ, нарушению воздушного и водного баланса при обработке пересушенных или переувлажненных почв. Таким образом, механическая обработка – это мощный регулятор не только почвообразующих, но и почворазрушающих периодичности механической обработки можно назвать такие принципиально противоположные процессы, происходящие в почве:

минерализация – гумификация, оструктуривание – дезагрегация, приход –

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

расход влаги, уплотнение – разуплотнение, гомогенизация – гетерогенизация строения обрабатываемого слоя, уменьшение – увеличение корнеобитаемого слоя и др. [113]. Из этого следует, что экологизация механической обработки означает, прежде всего, усиление почвообразующих факторов, в том числе:

- сохранение оптимальной плотности сложения обработанного слоя почвы;

- оптимальное крошение почвы;

- максимальное сопротивление эрозионным процессам (смыву и выдуванию);

- сохранение структурных микро- и макроагрегатов, обладающих механической и водной прочностью;

- обеспечение необходимого строения обработанного слоя, рыхлого верхнего и уплотненного нижнего ложа для семян;

- сохранение и накопление почвенного гумуса;

- обеспечение оптимальных условий для жизнедеятельности живой почвенной среды (микрофлоры и микрофауны);

- разуплотнение пахотного и подпахотного горизонтов почвы;

- увеличение корнеобитаемого слоя почвы.

Как отмечает известный агрофизик И.Б. Ревут [111, 115] «для отыскания наиболее эффективных путей и приемов оптимизации почвенных условий жизни растений и полезных микроорганизмов необходимо углубленное знание физики почв. Примером глубочайшей ошибки в земледелии, основанной на забвении законов физики почв и повлекшей череду негативных явлений на громадной территории пахотных земель, является травопольная система земледелия В.Р. Вильямса» [26].

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

В.Р. Вильямс теоретически обосновал вспашку с оборотом пласта отвальным плугом с предплужником, однако его теория не учитывала различную роль верхней и нижней части пахотного слоя в создании эффективного плодородия почвы. Ученый считал, что пахотный слой дифференцируется на слои с различной структурой. Структура более глубоких горизонтов якобы восстанавливается корневой системой культурных растений (прежде всего многолетних трав), формирующих водопрочные почвенные агрегаты (комки). Этот оструктуренный слой при зяблевой вспашке поднимался вверх, а верхний слой, якобы утративший структуру, сбрасывался предплужниками вниз. Эта теория искусственно ограничивала мощность пахотного горизонта в пределах 20…22 см противоположность В.Р. Вильямсу, многие ученые отвергали положение о резком ухудшении физических и агрохимических свойств верхней части пахотного слоя (0…10 см), и наоборот утверждали, что свойства верхней части лучше, чем нижней. Опытами И.Б. Ревута было установлено, что наибольший урожай получается в сосуде, почва которого взята из самого верхнего слоя 0…7 см, а наименьший – из самого нижнего слоя 14…21 см и, что особенно важно, перемешанная почва из всех слоев давала сравнительно высокий урожай. Так было доказано, что на протяжении вегетационного периода в верхней части пахотного слоя почвы, благодаря воздействию на нее солнечного света и тепла, кислорода воздуха, благоприятные физические и агрохимические условия, чем в нижнем слое.

Эти новые положения позволили, во-первых, достаточно быстро внедрить более прогрессивную систему безотвальной обработки почвы (системы Т.С. Мальцева и А.М. Бараева), а, во-вторых, снять запрет, наложенный В.Р. Вильямсом на применение в полеводстве фрезерных и ротационных

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

машин [100]. После работ Л.Н. Некрасова и А.П. Антипина [86], а также А.Д. Далина и П.В. Павлова [40] были сделаны выводы о том, что фреза обеспечивает более совершенное крошение почвы, чем отвальный плуг при совместной работе с дополнительными орудиями. Кроме того, фрезерование создает благоприятные условия для биологической деятельности микроорганизмов. И.Б. Ревут и его сотрудники доказали, что повышение эффективного плодородия пахотного слоя можно достичь в результате перемешивания всех слоев почвы с помощью фрезы [112, 116].

Определение влияния вспашки ротационным плугом РП-190 на агробиологические и физические свойства почвы были проведены в Чехии (г. Брно) [151, 152]. Двухгодичные наблюдения показали, что на черноземных почвах на посевах озимой пшеницы и сахарной свеклы на участках, обработанных ротационным плугом на фрезерных режимах, снабжение растений влагой в течение всего вегетационного периода улучшилось. По результатам исследований ротационного плуга А. Странак и К. Риджки сделали следующие выводы:

качественная обработка почвы, что для подготовки ее к посеву требуются значительно меньшие расходы, чем при вспашке отвальным плугом.

2. Не образуется уплотненной подошвы, отрицательно влияющей на урожай.

3. Применение ротационного плуга не зависит от погодных условий, т.к. он успешно может работать как на сухих, так и на переувлажненных почвах и даже на залитых водой рисовых чеках [110].

Из изложенного следует, что дальнейшая интенсификация и энергонасыщение земледелия неизбежно ведет к усилению антропогенной нагрузки на пахотный слой почвы и приводит к его эродированию и деградации. Неумеренная механическая обработка, лежащая в основе всех

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

современных технологий обработки почвы является главной причиной саморегулированию потенциального плодородия Негативное проявление механической обработки почвы усугубляется тем, что крошение пласта практически всеми типами рабочих органов современных почвообрабатывающих машин, в основе геометрии которых заложен простой или криволинейный клин, достигается в основном за счет деформации сжатия, при которой требуется в 10…20 раз больше усилие, чем при растяжении или сдвиге [44]. Например, при работе плужного корпуса давление на лемехе достигает 100…150 кПа, что соизмеримо с давлением колес на почву трактора класса 1,4. По данным А.С. Кушнарева [66] после пахоты объемная масса, образовавшихся почвенных комков в 1,2 раза выше, чем до обработки, а разброс величины объемной массы возрастает в 2 раза. Это свидетельствует о том, что негативное влияние механической обработки на экологические свойства почвы может быть не сельскохозяйственных машин. Под экологией пахотного горизонта мы подразумеваем степень отклонения физических и агробиологических параметров почвы в результате антропогенного воздействия от оптимальных требований жизнедеятельности сельскохозяйственных растений. Поэтому назрела необходимость установить критерии экологически безопасной механической нагрузки на почву. Однако пока еще не определено, какие оценки механической обработки должны быть положены в основу экологических критериев.

В качестве одного из таких критериев может быть предложен показатель степени крошения почвы. П.У. Бахтин [13] предложил оценочную шкалу крошения и распыления пашни, обработанной отвальным плугом. Очень хорошей считается такая пашня, когда в ней

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

содержится 90…100% комков размером менее 50 мм и менее 5% пыли (частиц размером менее 0,25 мм); хорошей считается пашня, содержащая 70…90% комков и 5…10% пыли; удовлетворительной – с содержанием 50…70% комков и более 20% пыли. Однако, следует признать, что определение экологической устойчивости пахотного слоя по степени крошения и распыления почвы совершенно недостаточно, т.к., во-первых, степень крошения почвы зависит от множества случайных факторов: типа почвы, ее механического состава, влажности, предшествующих обработок и выращиваемых культур, типа рабочих органов и скоростных режимов работы; во-вторых, существующие методы определения крошения почвы не учитывают вероятностный характер распределения фракций почвенных комков в обрабатываемом слое. Так, если принять нормальный закон распределения степени крошения почвы, то 70%-ная степень крошения составит лишь 20…23% от всей площади пашни, обработанной отвальным плугом [94].

Другим показателем качества механической обработки почвы может служить ее плотность (объемная масса), т.к. плотность почвы является комплексным показателем, зависящим от ее микро- и макроструктуры, механического состава, содержания гумуса, структурности, соотношения составляющих ее фаз и др. Установлено [57, 111], благоприятные условия произрастания сельскохозяйственных культур, имеет вполне определенное значение для каждой культуры и каждого типа почв [127].

Однако обобщенных показателей оптимальной плотности почвы для всех разновидностей типов почв и разных регионов пока нет, что затрудняет практическое использование этого показателя в качестве оценки экологической устойчивости пахотного слоя почвы.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Используя накопленный опыт предшествующих работ, можно ориентировочно наметить следующие предпосылки экологически безопасных приемов обработки почвы:

- по возможности исключать оборот обрабатываемого слоя почвы;

отвальную вспашку применять периодически не чаще одного раза в 2- года;

- создавать и сохранять на поверхности обработанного поля постоянный мульчирующий слой, состоящий из стерни, растительных остатков и почвенных комков;

- периодически, один раз в 3-4 года проводить глубокое рыхление или щелевание пахотного и подпахотного слоев почвы для ликвидации «плужной подошвы» и повышения инфильтрационных свойств почвы;

- уменьшать глубину и число интенсивных обработок почвы, например, при обработке почвы под озимые зерновые культуры взамен вспашки применять мелкую предпосевную обработку, особенно после непаровых предшественников;

- вести поиски новых нетрадиционных способов обработки почвы и новых форм орудий работающих без использования деформаций сжатия, но с использованием деформации растяжения, сдвига, кручения;

- максимально использовать для крошения пласта имеющиеся в почве многочисленные дислокации в виде трещин, пустот, инородных включений и т.п.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Глава 2. Почва как объект механической обработки 2.1. Краткие сведения о физико-механических свойствах и Процессы, происходящие в почве под действием рабочих органов почвообрабатывающих машин, изучает механика почв, а именно ее раздел «механика разрушения» с определением внешних и внутренних сил и кинематических параметров движения разрушенных частей почвенного пласта. Термин «разрушение почвы» был введен академиком В.П. Горячкиным [35]. Однако целью механической обработки является не столько разрушение почвы как монолита, а создание благоприятных условий для выращивания урожая, т.е. обеспечение соответствующих значений параметров состояния почвы - структуры, степени крошения и укладки почвенных элементов. Поэтому более правильно говорить о процессах стружкообразования в почве под воздействием рабочих органов почвообрабатывающих машин. В.П. Горячкин говорил, что если в общей технике разрушенный материал (металл, камень, грунт) составляет отброс, то в земледельческой механике получение нужных параметров стружки, т. е. придание почве мелкокомковатости – это цель работы.

С инженерных позиций почва, как и любое другое физическое тело, обладает рядом механических и физических свойств и параметров, связанных с ее происхождением, минералогическим механическим и химическим составом. Одно из свойств - прочность, т.е. способность сопротивляться деформации и разрушению под действием внешних сил.

Знание этого своеобразного «почвенного сопромата» (по образному выражению П.У. Бахтина) позволяет более правильно выбирать для каждой почвы и ее конкретного состояния соответствующий тип почвообрабатывающей машины, параметры и режимы рабочих органов.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

В естественном состоянии почва имеет три основные части или фазы: твердую, жидкую и газообразную. Твердая фаза образует скелет почвы, поры между твердыми частицами заполнены водными и газовоздушными растворами. Все механические и физические параметры почвы зависят от соотношения этих трех основных фаз. Кроме того, в почве имеется также многочисленная «живая фаза» – микрофлора и микрофауна. Иногда почву называют «живым телом» [38], т.к. ее строение, агробиологические и агрофизические свойства во многом зависят от жизнедеятельности «живой фазы».

К физическим параметрам состояния почв относятся: значения пределов прочности при различных деформациях, механический состав, влажность, структура, сложение, плотность, объемная масса, удельная поверхность, пористость (скважность) и другие. Отнесение перечисленных параметров к категории «состояние» позволяет рассматривать их как величины переменные, подверженные изменениям и управлению посредством почвообработки, мелиорации, удобрения и т.п.

характеристикой или дисперсностью твердой фазы. Дисперсность почвы оказывает существенное влияние на проявление ее физического свойства – способности структурообразования. Особенно значительное влияние оказывают пылеватые частицы размером 0,01…0,05 мм и илистые коагуляционные свойства (свертывание в хлопья), что способствует цементирующие свойства коллоидных фракций с размером частиц менее 0,0001 мм.

Важной характеристикой степени дисперсности твердых частиц служит удельная поверхность, т.е. суммарная площадь частиц в единице

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

массы материала [111]. С удельной поверхностью частиц связано качественное и количественное проявление одного из наиболее важного обменного свойства почвы т.е. способности обеспечивать энерго массо биологических процессов.

Удельная поверхность возрастает с уменьшением размера частиц.

Так, для песка (частицы размером 0,5…0,25 мм) суммарная удельная поверхность равна 1,38 м2/г, а для глины - 966,7 м2/г, т.е. почти в 1000 раз больше. Твердая фаза составляет от 40 до 60% общего объема почвенного пласта. Жидкая и газообразная фазы почвы постоянно перемещаются по порам и капиллярам между твердыми частицами. Таким образом, почвенный пласт можно представить как «объемную твердую решетку веществами» [37].

Структура почвы. С увеличением дисперсности твердой фазы, а, следовательно, с возрастанием удельной поверхности частиц, под действием поверхностных, электрохимических и цементационных сил, возрастает способность первичных почвенных элементов к образованию комков: микроагрегатов (размером меньше 0,25 мм) и макроагрегатов (размером больше 0,25 мм). Прочность микро- и макроагрегатов достаточно высока. Поэтому связи между структурными агрегатами можно разрушить только в результате химической или физической обработки. Свойство почвы образовывать почвенные агрегаты и является увлажнении и высыхании, под действием корневой системы растений, под структурообразующим фактом считается наличие в почве гумуса.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Механическая обработка почвы при оптимальной влажности («спелой почвы») обеспечивает высокий структурообразующий эффект.

Структурные почвы имеют более высокие агробиологические показатели, лучше обеспечивают обменные водный, воздушный и питательный режимы, а также имеют меньшее сопротивление при обработке. Наиболее ценными считаются агрегаты размером 2…10 мм, которые образуют комковато-зернистую структуру почвы.

Структурность почвы принято характеризовать соотношением где С – количество макроагрегатов размером от 0,25 до 7 мм; Б – сумма агрегатов размером от 0,25 до 10 мм.

Таким образом, механические свойства и параметры состояния почвы, как твердого тела непосредственно связаны с ее структурой и силами сцепления между почвенными агрегатами. Структурные связи, возникающие в монолите почвы, во многом обуславливают характер напряженно-деформированного состояния под действием внешних и внутренних сил. Следовательно, под структурой почвенного пласта нужно понимать дисперсную структуру мелкозернистого твердого тела с включением в него различного рода дефектов. Фиксация почвенного профиля парафином, разработанная М.Х. Пигулевским [102], подтвердила пространственное строение коагуляционных структур почвы. На рис. 2. показана структура глины при увеличении в 10 тыс. раз. На рисунке видно, что между относительно крупными частицами ила расположены частицы глины 1 и хлопьевидные скопления коллоидных частиц 2 и 3, образующих губчатую структуру.

С учетом пространственного строения почвенного пласта и составляющих его элементов, необходимо рассматривать влияние

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

механической обработки на состояние почвы на разных уровнях. А именно: на макроуровне – для обрабатываемого слоя в целом, когда гранулометрических фракций и межагрегатных связей на границе раздела микроагрегатов твердой фазы с жидкой и воздушной фазами.

Следует учитывать, что оструктуренные почвы более устойчивы к механическому воздействию и сохраняют благоприятное сложение при многократных обработках, увлажнениях и высушивании. В структурной почве создается равновесное состояние капиллярной и некапиллярной пористости: между микроагрегатами преобладают некапиллярные поры, внутри агрегатов – капиллярные поры.

располагаются плотно, поэтому в ней преобладают капиллярные поры.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Эти особенности структурных и бесструктурных почв оказывают большое влияние на параметры их механической прочности.

Более подробные сведения о физико-механических, водновоздушных, тепловых и технологических свойствах почв можно найти в работах [111, 122].

2.2. Обоснование расчетной модели почвы Из вышеизложенного следует, что в естественном состоянии почва не является монолитной, а представляет собой полидисперсное структурное образование с выраженными межагрегатными связями, поры которого заполнены водными растворами и газовоздушной средой.

Сложность строения почвенного пласта на микро- и макроуровнях обуславливает наличие анизотропности механических и физических параметров. Поэтому выбор расчетной модели, которая позволяла бы имитировать поведение оригинала и давала бы возможность прогнозировать его реакцию на внешние силовые воздействия, представляет большую трудность. В механике почв, как и в механике грунтов, при решении свойственных им задач принято допускать некоторые упрощения свойств и рассматривать идеализированные материалы [30]. По М.Н. Гольдштейну все многообразие моделей почвогрунтов сводится к двум основным моделям: сплошной и дискретной сред. Рассмотрим две эти модели более детально.

Общепринято, что сплошная среда непрерывно заполняет рассматриваемую часть пространства. Более точно дает определение Ю.Н. Работнов [109]: «Среда называется сплошной, если любой объем, выделенный из нее, содержит вещество, т.е. имеет массу». Плотность такой среды определяется как предел отношения массы m, содержащейся

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

в некотором малом объеме V, к величине этого объема, когда он стремится к нулю Очевидно, что представление о сплошной среде противоречит данным о дисперсном структурном строении реальной почвы.

Действительно, если рассматривать малые объемы, то может оказаться, что в одном объеме находится хотя бы один микроагрегат, а в другом объеме – только пространство между агрегатами или межагрегатная пора, т.е. этот объем не будет иметь массы. Несмотря на это противоречие, модель сплошной среды широко используется в механике грунтов и почв, т.к. это значительно упрощает математическое описание законов движения деформированной почвы и позволяет рассматривать напряжения и деформации бесконечно малых объемов, переходя от них к напряженному состоянию всего пласта.

Следует также отметить, что закономерности поведения почвогрунтов под нагрузкой, основанные на модели сплошной среды, имеют феноменологический характер, поэтому их правильность должна подтверждаться экспериментально.

Дискретная среда представляется в виде системы бесчисленного числа отдельных микро и макроскопических частиц, связанных между собой межагрегатными связями. Поэтому под влиянием внешней нагрузки в дискретных средах необходимо учитывать деформации скелета и водновоздушных фаз, заполняющих поры. Дискретные модели больше соответствуют свойствам реальных почвогрунтов, но модели сплошной среды обладают, как указано выше, преимуществом простоты для расчетов. Изучением поведения дискретных сред, как совокупности множества макроскопических зерен, занимается статистическая механика

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

на основе теории вероятностей и математической статистики. Изучение дискретных сред применительно к грунтам было начато Г.И. Покровским еще в 30-х годах прошлого века [30, 104]. Однако, в дальнейшем, это направление было незаслуженно забыто.

Необходимо отметить, что в принимаемой современной модели почвы как сплошной среды сохраняются свойства пористости и многофазности строения почвы, как в бесконечно малом объеме, так и в конечном объемах. Для избежания логической неувязки этого положения говорят не о бесконечно малом объеме, но об объеме достаточно малом по сравнению с рассматриваемым массивом почвы. М.Н. Гольдштейн со ссылкой на Н.М. Герсеванова [28] и Г.И. Покровского [105] утверждает, что условие сплошной среды сохраняется, если сторона единичной квадратной площадки, для которой рассчитывается напряжение, превосходит диаметр частиц грунта не менее чем в 20…30 раз. То есть, если рассматривать единичную площадку со стороной в 1 см, то грунт должен иметь частицы не крупнее 0,5…1,0 мм.

Учитывая для сплошной среды многофазное строение при соответствующих условиях можно представлять почвогрунты с твердообразными и жидкообразными свойствами, а при различных сочетаниях первых двух – и почвогрунты с реологическими свойствами (см. ниже главу 6).

Таким образом, почва как объект механического воздействия рабочих органов почвообрабатывающих машин принимается нами в виде двух моделей: модернизированной сплошной среды и дискретной среды. В первом случае ее поведение подчиняется законам механики сплошной среды, а во втором – привлекаются законы теории вероятностей и она подчиняется законам статистической механики.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Глава 3. Напряженно-деформированное состояние и Научная теория механической обработки почвы с учетом ее реальных физико-механических свойств до настоящего времени еще не разработана. Предложенный акад. В.П. Горячкиным фрагмент «Теории разрушения почвы» [35] основан на положениях теории сплошной среды и теории прочности Кулона – Мора. Однако в этой теории не учитываются реальные свойства почвы, она основана на гипотезе сплошной среды.

Для разработки физической теории деформации и разрушения почв необходимо критически рассмотреть накопленный теоретический и экспериментальный материал по механической обработке почвогрунтов различными рабочими органами почвообрабатывающих и землеройных машин, учитывающий анизотропность свойств реальных почв. Особое внимание должно быть уделено физическим процессам, происходящим при взаимодействии рабочих органов с почвой.

Предварительно рассмотрим природу прочности почвогрунтов.

Внешние нагрузки, статически приложенные к некоторому объему почвы, передаются на весь массив и создают в нем внутренние усилия, интенсивность которых характеризуется напряжением. Если на площадке F среды действует сила P, то напряжение в точке выразится представления о сплошности структуры как упругого, так и пластичного материалов [90]. Поэтому в общем случае под прочностью среды понимают способность ее сохранять сплошность при деформациях.

Предел прочности наступает тогда, когда связи между частицами

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

материала разрываются, частицы отделяются друг от друга, сплошность тела нарушается [30]. М.Н. Гольдштейн определяет прочность как свойство материала сопротивляться хрупкому разрушению или наступлению неограниченного деформирования – течения.

3.1. Природа прочности и деформации почвогрунтов Монолитная почва состоит из почвенных агрегатов, которые имеют различную форму и размеры и связаны между собой силами, имеющими физическую, химическую, электрическую и механическую природу. Поэтому прочность почвогрунтов зависит от слагающих их частиц и связей между ними. Большую роль в создании прочности почвогрунтов играет внутреннее сцепление. Н.А. Цытович [133] различает следующие силы сцепления дисперсных почвогрунтов: молекулярные, цементационные, структурно-коллоидные, водно-адсорбционные и механические. Для большинства супесчано-суглинистых почвогрунтов прочность связей между частицами значительно меньше, чем прочность самих частиц. Поэтому почвогрунты разрушаются преимущественно по связям между частицами. Механическое разрушение почвогрунтов следует рассматривать как преодоление связей. Там, где такие связи имеют наименьшую прочность, происходит разрыв или нарушение монолитности [19].

Сложность природы разрушения почвогрунтов является одной из главных причин использования для объяснения физических процессов при их разрушении методов теории упругости и пластичности. Рассмотрим некоторые закономерности поведения почвогрунтов при различных деформациях.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

3.2. Сопротивление почв различным деформациям Как показано выше, способность почв оказывать сопротивление различным деформациям обусловлена наличием структурных связей и сцеплением между частицами и структурными агрегатами. Прочность связей между частицами по сравнению с прочностью минеральных частиц скелета мала, поэтому основным фактором, влияющим на прочность почвы, является прочность ее структурных связей. Следовательно, изучение последних важно для установления природы прочности и характера напряженно-деформированного состояния под действием внешних и внутренних сил [51].

Природа структурных связей сложна и обусловлена комплексом факторов (кристаллизацией коллоидов, межмолекулярными и электрохимическими явлениями, действием биоты почвы и др.).

Механическое крошение связных почв следует рассматривать как результат преодоления внутренних связей между частицами. С увеличением дисперсности почвенных частиц их удельная поверхность увеличивается, и значительно возрастают молекулярные силы поверхностного взаимодействия. Необходимо отметить, что прочностные свойства полидисперсных почвогрунтов в значительной мере зависят от их влажности, так как водные пленки, окружающие частицы и агрегаты, значительно ослабляют межструктурные связи.

Все виды деформаций, испытываемых почвогрунтами, могут быть подразделены на два основных вида: объемные деформации сжатия - при этом почвенные частицы укладываются более плотно, деформации сдвига - при этом почвенные частицы смещаются относительно друг друга, и деформации растяжения-расширения - при этом почвенные частицы укладываются менее плотно [6].

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

металлов, является то, что степень и величина деформации их зависят как от типа взаимодействующих рабочих органов, так и от физикомеханических свойств обрабатываемой среды (дисперсности, механического состава, структурности, влажности, задернелости и др.

факторов). Под воздействием одних и тех же рабочих органов одна и та же почва в различных состояниях будет деформироваться по-разному.

Твердые, сухие почвы будут незначительно деформироваться и разрушаются при значительных нагрузках. У таких почв интервал между пределом упругости сопротивление) имеет незначительную величину. Твердые почвы рационально разрушать ударными нагрузками. Те же почвы во влажном состоянии деформируются при небольших усилиях, но выдерживают сильные удары. Вязкие почвы имеют большой интервал между пределом упругости и пределом прочности [54].

В.П. Горячкин [33] предложил все материалы разделить на три категории: хрупкие, вязкие и пластичные, различие свойств которых наглядно характеризуются кривыми напряжения в функции деформации (рис. 3.1). Как будет показано ниже – это весьма условная характеристика упругости, вязкости и пластичности материалов.

При воздействии рабочих органов почва испытывает различные виды деформации: сжатие, растяжение, сдвиг, кручение, изгиб и более сложное деформированное состояние, являющееся комбинацией перечисленных простых деформаций. По данным В.В. Царицына [132] основным видом деформации при разрушении горных пород является деформация сжатия. Другие виды деформации, проявляющиеся при разрушении – растяжение, изгиб, сдвиг составляют от 2 до 10% от сжатия.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.1. Зависимость напряжения от деформации для различных состояний материала (по В.П. Горячкину) Превалирующее значение деформация сжатия имеет и при резании почв. В.П. Горячкин указывал, что сущность работы клинообразного рабочего органа состоит не в резании лезвием, а в сжатии частиц, которое распространяется на некоторое расстояние, после чего образуется трещина в горизонтальном направлении, получившая название опережающей трещины [31].

Для определения прочностных и деформационных характеристик проводят испытания образцов почв и грунтов на специальных приборах, имитирующих соответствующие виды деформации [78, 128].

На рис. 3.2 приведены характерные диаграммы растяжения и сжатия образцов глинистой почвы. На диаграммах можно отметить несколько характерных точек. Начальный участок ОА на обеих диаграммах близок к прямой, т.е. напряжение пропорционально деформации и зависимость ( ) подчиняется закону Гука

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

П – напряжение соответствующее пределу пропорциональности;

где E – модуль упругости, Н/м2.

Рис. 3.2. Диаграммы зависимости напряжения от деформации:

Этот участок характерен тем, что в пределах пропорциональности при нагрузке и разгрузке зависимость изображается одной прямой A1OA. Деформация материала в этих пределах является упругой, т.е.

обратимой. При дальнейшем увеличении нагрузки зависимость ( ) становится нелинейной: участок AB соответствует нагружению, а участок A1B1 – разгрузке. Однако при этом упругие свойства материала еще

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

изображается одной кривой OABOA1B1.

Упругие обратимые свойства сохраняются до напряжения У – предела упругости. Для многих материалов предел пропорциональности материалов, например, глинистых почв, диаграмма может иметь горизонтальный участок, соответствующий пределу увеличивается, говорят, что материал «течет».

При последующем увеличении нагрузки происходит некоторое увеличение напряжения (точка C). Участок BC часто называют участком упрочнения материала (этот термин, прежде всего, относится к мягким металлам).

Если в точке C снять нагрузку и довести напряжение до нуля = 0, то окажется, что деформация не будет равна нулю. В точке E общая деформация будет состоять из двух частей: остаточной 1 и упругой 2.

Появление остаточной деформации характерно только для пластичных материалов.

При сжатии (рис. 3.2, б) почва не имеет ярко выраженной площадки текучести, поэтому за предел пропорциональности П принимают условную точку А где отклонение от линейной зависимости выдерживает материал, а затем разрушается, называется временным сопротивлением В.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

называемый эффект Баушингера [79], который выражается в снижении предела упругости при сжатии после предварительного растяжения за пределы упругости. Более наглядно эффект Баушингера показан на графике рис. 3.3. Из диаграммы следует, что если пластически деформируемый материал разгрузить, а затем подвергнуть нагружению в противоположном направлении, то его механическая характеристика растяжение материала вызывает уменьшение его предела упругости при непосредственно следующем за ним сжатии, и наоборот – пластическое сжатие вызывает уменьшение предела упругости при последующем растяжении. Часто эффектом Баушингера называют явление снижения предела текучести при повторной нагрузке, не совпадающей с направлением первоначальной нагрузки. Этот эффект также наблюдается при повторной нагрузке в том же направлении [115].

Рис. 3.3. График, иллюстрирующий эффект Баушингера

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Использование эффекта Баушингера на практике может дать значительное снижение энергоемкости при обработке почвы. Для этого необходимо применять рабочие органы разнонаправленного действия на пласт почвы.

Для примера на рис. 3.4, а показаны схемы действия на пласт почвы долот рыхлителя: плоского и S-образного долота с двойной кривизной поверхности (с минимальным углом крошения в начале, максимальным – в средней части и минимальным углом схода пласта в конце долота). Из схемы следует, что фигурное долото, по сравнению с плоским, может обеспечить разнонаправленное воздействие на пласт и, таким образом, снижение энергоемкости процесса.

Разнонаправленное воздействие на пласт почвы используется также в конструкции рабочего органа плуга-рыхлителя «Paraplow» (рис.

3.4, б).

Числовые данные по показателям прочности почвы в научной литературе приводятся довольно скупо. Ниже в табл. 3.1 даны значения модуля упругости E, предела пропорциональности П и временного сопротивления В полученные для среднесуглинистой почвы при различной влажности и твердости почвы.

Значения E, П и В для средне суглинистой почвы По данным [62] предел прочности среднего суглинка при растяжении 5…6 кПа, при сжатии 65…108 кПа, при сдвиге 10…12 кПа.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.4. Схема воздействия на пласт почвы:

а – плоского и S-образного долот рыхлителя;

б – наклонной пластины рабочего органа рыхлителя «Paraplow»

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

В.П. Горячкин [32] со ссылкой на Г. Гологурского [29] дает следующие значения критериев прочности почв: при растяжении 0,05…0,1 кгс/см2; при сжатии 0,1…0,5 кгс/см2; при кручении 0,1…0,5 кгс/см.

Подробно изучили сопротивление почвы различным деформациям Я.М. Жук и В.Ф. Рубин [44]. В их статье описана методика подготовки образцов почвы и аппаратура для определения сопротивления почвы различным деформациям. В качестве объекта лабораторных исследований были использованы образцы подпахотного горизонта мощного глинистого чернозема. Подготовка образцов для лабораторных исследований проводилась при влажности почвы 20…25%, что соответствовало их влажности в момент отбора в поле.

Временное сопротивление разрыву глинистого чернозема при различной влажности приведено в табл. 3.2.

Временное сопротивление разрыву образцов глинистого чернозема [44] Влажность Для структурных образцов, Для бесструктурных

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Из табл. 3.2 следует, что временное сопротивление разрыву с увеличением влажности значительно уменьшается, особенно резко начиная с влажности 19…20%. Временное сопротивление разрыву бесструктурных образцов при любой влажности намного выше, чем структурных образцов, что подтверждает влияние структуры почвы на ее прочность.

Временное сопротивление сдвигу и изгибу структурных и бесструктурных образцов почвы от влажности дано в табл. 3.3 [44].

Временное сопротивление сдвигу и изгибу (средние значения) [44] Временное сопротивление Временное сопротивление почвы, % Структурные Бесструктур- Структурные Бесструктуробразцы ные образцы образцы ные образцы сопротивление сдвигу и изгибу мало изменяется в пределах влажности воздушно-сухого состояния до влажности 10-13%, резко падает при влажности 13-14% и продолжает уменьшаться при дальнейшем увеличении влажности. Бесструктурные образцы оказывают значительно большее сопротивление сдвигу и изгибу, т.е. наблюдается та же закономерность, что и при разрыве.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Если построить графическую зависимость сопротивления разрыву, сдвигу и изгибу от влажности почвы, то можно заметить, что сопротивление изгибу значительно превышает сопротивление разрыву и близко по абсолютной величине сопротивлению сдвига (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Зависимость временного сопротивления разрыву, сдвигу и изгибу от влажности почвы (лабораторные опыты) Для проверки результатов лабораторных опытов были проведены полевые опыты. Образцы формировались из монолитов почвы подпахотного слоя с ненарушенной структурой. У всех образцов, сечения, по которым проходила деформация, находились на глубине 25-30 см.

Исключением были образцы, подвергавшиеся изгибу, сечения разрушения которых находились на глубине 40 см.

сопротивления почвы на сжатие, разрыв, изгиб и сдвиг приведены в табл. 3.4.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Средние значения временного сопротивления разрыву, сжатию, сдвигу и и сдвигу уменьшается с повышением влажности почвы. Сопротивление деформации сжатия требует наибольшего усилия, а деформации разрыва – наименьшего. Сопротивление деформации изгиба значительно больше, чем сопротивление сдвигу. Если принять сопротивление разрыву почвы за 1, то сопротивление деформациям сжатия, сдвига и изгиба будут соответственно равны 13, 2 и 10, т.е. временное сопротивление сжатию почти в 13…20 раз больше, чем временное сопротивление разрыву, и в 2…3 раза больше сопротивления сдвигу.

Степень и величина напряженно-деформированного состояния почвы под воздействием рабочих органов, прежде всего, зависит от ее Структурные почвы при всех видах деформаций имеют меньшее временное сопротивление, чем бесструктурные.

Из изложенного следует, что наиболее рациональным при обработке почвы является использование деформаций растяжения и

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

вертикально установленными дисками, при перекатывании которых пласт отрывается от дна борозды и чистиком принудительно выталкивается обратно в борозду. Этот способ не получил дальнейшего развития, т.к. не обеспечивал достаточного крошения почвы и оборота пласта. Кроме того, для заглубления дисков требовалась значительная вертикальная нагрузка.

Предложенное устройство может найти применение при образовании небольших канав и каналов.

деформации растяжения была предпринята в Великобритании [144].

Экспериментальная установка состояла из двух плоских дисков, наклоненных друг к другу в горизонтальной и вертикальной плоскостях так, что расстояние между верхними передними кромками дисков было больше, чем между нижними задними. При движении дисков в почве, пласт защемлялся между ними, отрывался от дна борозды, поднимался незначительно вверх и укладывался обратно в борозду в разрыхленном состоянии. Схема установки дисков показана на рис. 3.6. При диаметре дисков D=850 мм, углах наклона и от 4 до 9 и расстоянии между дисками S=300…500 мм рыхление почвы было достаточно эффективным при глубине обработки z=25 см.

значительно меньше, чем у рыхлителей с зубовыми рабочими органами.

Однако, как и в установке Д.Г. Виленского, для заглубления дисков требовались значительные вертикальные нагрузки.

Значительную долю растягивающих деформаций создает рабочий орган отечественного плуга-рыхлителя ПРН (рис. 3.7). Благодаря отклоненной от вертикального положения криволинейной стойке отрезаемый пласт несколько поднимается и изгибается, и в нем создаются растягивающие напряжения.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.6. Дисковый рыхлитель, обеспечивающий растягивающие деформации: 1 – направление движения; 2 – поверхность почвы

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.7. Рабочий орган чизельного плуга-рыхлителя типа ПРН По сравнению с вертикальной прямой стойкой такой рабочий орган способен обеспечить снижение тягового сопротивления на 10…20% при лучшем крошении почвы.

Значительную долю растягивающих деформаций можно получить в результате газодинамического эффекта, когда разрушение почвы производится энергией расширяющихся газовоздушных потоков.

Газодинамические интенсификаторы рыхления грунтов впервые были использованы в землеройных машинах [9].

Взрывообразное истечение продуктов сгорания через отверстия, например, в ноже бульдозера или глубокорыхлителя воздействует растягивающим образом на почвогрунт, разрушает и перемещает его (Авт.

свид. СССР 253672 и 929788, пат. США 3685592). Отметим особенности разрушения почвогрунта расширяющимся газом [149]. При внедрении механического рабочего органа в грунт (рис. 3.8), в нем образуются

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

множество трещин, которые служат концентраторами напряжений при последующем динамическом расширении газа. Внедряясь в трещину газ действует как клин. Раскрытие трещины происходит в основном в сторону дневной поверхности, поэтому пласт разрушается преимущественно от деформации разрыва.

Рис. 3.8. Пневматический способ рыхления почвы Воздух компрессором 1 подается в ресивер 2, пневмопровод соединен с краном 3, управляемым вручную или автоматически. При внедрении инжектора 5 на заданную глубину открывается клапан, воздух под давлением поступает в почву и рыхлит ее. Из бака 4 могут подаваться минеральные жидкие удобрения или структурообразующие вещества.

При воздействии рабочих органов почвообрабатывающих машин почва испытывает различные виды деформации: сжатие, растяжение, сдвиг, кручение и более сложное деформированное состояние, представляющее сочетание простых видов деформации. Рассмотрим подробно некоторые закономерности деформации сжатия и сдвига почвы.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

структурных агрегатов, изменения их взаимного расположения и расстояний между ними, выжимания свободной воды и воздуха из пор. В зависимости от величины напряжения, деформация почвы при сжатии может быть упругой (обратимой) и пластической (необратимой). Сжатие невозможности бокового расширения. Величина бокового давления характеризуется коэффициентом бокового давления где dq – приращение бокового давления;

dp – приращение сжимающего усилия.

При свободном боковом расширении относительное сжатие определяется через относительное расширение где Коэффициент Пуассона и коэффициент бокового давления связаны зависимостями пропорциональности определить относительную объемную деформацию образца

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

В пределах 0 0,5 сжатие приводит к уменьшению, а растяжение – к увеличению объема испытываемого образца, при объемная деформация равна нулю.

почвогрунтов приведены в табл. 3.5 [6].

Значения коэффициентов и для некоторых типов почвогрунтов Наименование почвогрунта расширения определяют в лабораторных условиях, устанавливая зависимость между коэффициентом пористости np и давлением, по которой можно найти величину остаточной и упругой деформации (рис.

3.9).

полидисперсных трехфазных почвогрунтов имеет нелинейный характер, закон Гука применим к почвогрунтам только в пределах малых изменений давления (в пределах пропорциональности).

Обобщенной характеристикой полидисперсных сред в механике грунтов принят модуль деформации Eд, который в отличие от модуля

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

упругости (модуля Юнга E) комплексно отражает и упругие, и пластические свойства.

Рис. 3.9. Компрессионная кривая сжатия почвы:

1 – первичное сжатие; 2 – разгрузка; 3 – повторное сжатие На небольшом участке компрессионной функции криволинейную зависимость между деформацией и нагрузкой можно заменить прямой линией, угловой коэффициент которой выразится где k - коэффициент уплотнения, м2/Н;

давлениях p1 и p2.

определяется из соотношения:

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рассмотренные два вида сжатия почвы (с возможностью бокового почвообрабатывающих машин является комбинацией этих двух предельных случаев. Общим случаем является сжатие с ограниченными возможностями бокового расширения. Например, работа плужного лемеха с открытой стенкой борозды, полусвободное резание почвы узким ножом или долотом. Рабочие органы щелерезов намеренно проектируются из условия блокирования бокового расширения.

Как показано выше, в основе процесса разрушения почвы лежит деформация сжатия. Диаграмма резания почвы (рис. 3.10) характеризуется резким подъемом усилия P на коротком пути – зона упругой деформации, затем резание идет при постоянном усилии – зона пластической деформации, резание при этом сопровождается образованием трещин скалывания (сдвига) впереди и по бокам передвигающегося клина.

При образовании трещин и тел скольжения (стружки) усилие резко падает.

Картина физических процессов, сопровождающих резание почвы клинообразным рабочим органом во многом аналогична картине деформации при вдавливании в почву твердого штампа. Диаграмме резания почвы клином P f (l ) (рис. 3.10) можно сопоставить диаграмму P f (h) статического вдавливания наконечника твердомера - штампа (рис. 3.11).

Рассмотрим более подробно фазы, определяющие зависимость между давлением и осадкой штампа (рис. 3.11).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.10. Диаграмма усилия при резании почвы клином Рис. 3.11. Фазы давления и осадки грунта под штампом

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Опыты по вертикальному вдавливанию штампов в грунт показывают, что усилие вдавливания зависит в основном от объемной деформации сжатия [98]. На графике можно выделить три характерных участка, соответствующих трем фазам напряженно-деформированного состояния почвогрунта. В фазе I происходит уплотнение почвогрунта:

структурные агрегаты, сближаясь, опускаются вниз, вытесняя из пор водно-воздушную смесь. Происходит интенсивный рост сопротивления. В фазе вертикальные перемещения частиц преобладают над горизонтальными. По мере дальнейшего движения штампа заканчивается формирование уплотненного ядра под штампом, которое приобретает конусообразную форму. Траектория частиц, лежащих под уплотненным ядром, все более отклоняется от вертикали: они начинают двигаться в горизонтальном направлении – наступает фаза II сдвигов почвы. При сдвиге частицы сначала выходят на свободную поверхность почвы, а затем, с увеличением глубины погружения штампа, выдавливаются в стенки массива грунта. В фазе II сопротивление вдавливанию штампа продолжает возрастать. Однако из-за возникновения сдвигов (выпирания почвы из-под штампа) интенсивность роста сопротивления падает и становится минимальной после стабилизации зоны сдвигов. После этого начинается фаза III, которая характеризуется установившимся движением частиц, при котором сопротивление растет с постоянной интенсивностью.

Эта фаза соответствует образованию под штампом зоны устойчивого уплотненного ядра и области наступления предельного равновесия.

Для определения сопротивления грунта деформации в механике грунтов пользуются рядом «расчетных моделей», схематизирующих зависимость между нагрузкой и осадкой грунта. Для уплотняющих рабочих органов почвообрабатывающих машин наиболее подходящими могут быть следующие две модели (рис. 3.12) [133].

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.12. Расчетные модели грунта под осадкой Модель по гипотезе Фусса-Винклера (рис. 3.12, а) рассматривает грунт как систему не связанных между собой пружин, опирающихся на жесткое основание, сжатие которых возрастает прямо пропорционально приложенной нагрузке, т.е. P cz, где c – жесткость пружин; z – сжатие.

Сопротивление грунта развивается только непосредственно под штампом – грунт, расположенный сбоку, осадки не испытывает.

Вторая модель (рис. 3.12, б) основана на развитии в грунте зон пластических деформаций и оценивается расчетной схемой полупространства, находящегося в условиях предельного равновесия, когда под нагрузкой грунт перешел в пластическое состояние и сформировался упругий подштамповый клин, которым при осадке распирает грунт в стороны и выдавливает в сторону дневной поверхности.

Одним из предельных случаев напряженного состояния почвы при нагрузке штампом малой площади является действие сосредоточенной силы. Эта задача для линейно деформируемого полупространства была решена Ж. Буссинеском [133] где R – напряжение в радиальном направлении;

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

R - расстояние от точки приложения нагрузки до рассматриваемой точки в толще почвы;

- соответствующий центральный угол.

Из уравнения (3.8) следует, что радиальные напряжения обратно пропорциональны квадрату расстояния от точки приложения нагрузки и прямо пропорциональны косинусу центрального угла рассматриваемой точки в толще почвы. Это уравнение Ж. Буссинеска справедливо для всех деформации, т.е. в пределах закона Гука.

ограничивающей плоскости и составляющей с ней угол (рис. 3.13), то уравнение для Z будет иметь вид Н.А. Цытовича [133] (с. 150, табл. 9).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.13. Составляющие напряжений для площадки, параллельной При действии на поверхность полупространства круглым жестким штампом напряжение по оси Oz рассчитывается по уравнению [134] Значения коэффициента k даны в табл. 5.10 [134].

Для примера построим эпюры напряжений для сосредоточенной силы P=0,5 кН, приложенной к полубесконечному полупространству.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Результаты вычислений сжимающих напряжений для сечений на глубине z1=0,1 м и z2=0,2 м и для горизонтальных площадок по вертикальной оси приведены на рис. 3.14.

сосредоточенной силы получаются бесконечно большие напряжения, которые превосходят предел прочности почвы. Это не соответствует действительности, следовательно, в данной области формула (3.10) недействительна и для вычисления напряжений следует использовать положения теории пластичности.

Рис. 3.14. Эпюры сжимающих напряжений в почве при действии а) 1- глубина z1=0,1 м; 2 - z2=0,2 м; 3 - по вертикальной оси;

б) линии одинаковых давлений (изобары)

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

3.3.1. Условия предельного равновесия При значительном развитии зон пластических деформаций в почвогрунте и переходе к III фазе Н.М. Герсеванов [28] предложил оценить деформации расчетной схемой полупространства, находящегося в условиях предельного равновесия.

почвогрунтового полупространства можно получить не только по эпюрам напряжений, но и по линиям равных напряжений (изобар).

Напряжения, возникающие в почве от внешних нагрузок, обуславливают характер ее деформации в зависимости от физикомеханического состояния. Выше были рассмотрены три фазы деформаций, протекающие в полупространстве почвы под жестким штампом при постепенно возрастающей, равномерно распределенной нагрузке. В фазе I (рис. 3.11) напряжения от внешней нагрузки, если они больше прочности на сжатие, вызывают лишь смещения (сдвиги) отдельных твердых частиц и агрегатов относительно друг друга. Фаза I может быть названа фазой уплотнения [133], т.к. в таком состоянии почвогрунты приобретают более плотную структуру. Зависимость между общей деформацией и сжимающим напряжением в этой фазе с достаточной точностью можно принять линейной.

В конце фазы I и начале фазы II вследствие концентрации напряжений и в результате сдвигов частиц формируются отдельные площадки скольжения, по которым касательные напряжения уже превышают предельное сопротивление почвы сдвигу.

При дальнейшем увеличении нагрузки наступает фаза II – сдвигов, переходящих в пластическое течение: происходит выпирание, т.е.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

наступает предел несущей способности почвогрунта. Зависимость между деформацией и напряжением в этой фазе нелинейная.

В процессе образования в почвогрунте зон пластических деформаций, во время фазы II, непосредственно под опорной плоскостью штампа формируется уплотненное ядро ABC. В дальнейшем ядро как клин раздвигает почву в стороны, под штампом образуются сплошные поверхности скольжения, и происходит выдавливание почвы с выпиранием ее вверх (фаза III). При этом вокруг ядра образуются выпирающие из-под штампа валы почвы BCD и ACE – призмы выпирания. Для определения прочности почвенного массива с боковым выпиранием среды используют схему предельного равновесия (рис. 3.15) [6].

Рис. 3.15. Схема пластической деформации почвогрунта под действием штампа в условиях предельного равновесия:

1 – линия выпирания почвы; 2 – конус уплотненного ядра почвы;

3 – призма пассивного отпора; 4 – зона пластического течения Вдавливанию штампа в почвогрунт препятствуют силы сопротивления сдвигу, возникающие на поверхности уплотненного ядра под штампом. Внутри призм волочения имеет место упругое напряженное состояние, а в переходных зонах BCG и ACF – пластическое течение почвы [6]. При пластическом течении даже незначительное увеличение

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

нагрузки приводит к потере прочности почвогрунта. Этот момент наступает после превышения действующими нормальными напряжениями такой величины, когда оно станет больше предельно допустимого для данного почвогрунта касательного напряжения, т.е.

Уравнение (3.11) выражает закон прочности Кулона-Мора для связных почвогрунтов (см. ниже), обладающих внутренним трением и сцеплением. Оно может быть распространено для большинства видов супесчаных и глинистых почвогрунтов, причем для идеально сыпучих почв (при c=0) tg B, для идеально связных (В=0) = с [134].

Математическое выражение для определения соотношений между предельными напряжениями могут быть получены при помощи кругов Мора, которые выражают зависимость между напряжениями в любой точке нагруженного массива почвы. Определив, например, на приборе трехосного сжатия (стабиломере) действующие вертикальные и X напряжения в момент разрушения, рассчитывают предельные боковые главные напряжения 1 и 3.

напряженном состоянии. При другом предельном напряженном состоянии строят второй предельный круг Мора и т.д. Построив семейство таких кругов и их общую огибающую, получают диаграмму предельного равновесия.

Рассмотрим физические процессы, происходящие при медленном погружении в почву плоского круглого штампа (рис. 3.16).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.16. Схема действующих нагрузок при вдавливании в почву Задача определения напряжений для случая равномерно распределенной нагрузки решена Фламеном [75]. Расчетную плоскость, ограничивающую полупространство, расположим на глубине h. Вес слоя почвы толщиной h заменим равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью любой произвольно взятой точке M, определяемой «углом видимости»

(образованным прямыми, соединяющим рассматриваемую точку с краями штампа) и координатой z, суммарные главные напряжения будут равны

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

где P – интенсивность распределенной нагрузки на штамп, Н/см2;

- плотность почвы, кг/см3; h – глубина вдавливания штампа, см;

- угол видимости штампа из рассматриваемой точки;

- угол, составленный левым крайним лучом с вертикалью;

Для точек, находящихся под штампом на оси Oz, имеем = 0 и. Тогда уравнения (3.12) примут вид Подставив выражение главных напряжений (3.13) в уравнение относительно z, получим Последнее выражение показывает, на какой глубине наступит предельное равновесие от нагрузки P.

производную от z по уравнения (3.14) и приравняем ее нулю:

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

приведения Из этого уравнения следует, что угол при вершине уплотненного ядра под штампом зависит от угла внутреннего трения почвы.

Подставив выражение угла Выражение (3.16) показывает, что при действии равномерно распределенной нагрузки область предельного равновесия распространится на глубину zmax, а нижняя точка этой области определится углом видимости.

Из выражения (3.16) можно найти ту нагрузку, которая вызывает распространение области предельного равновесия на заданную глубину zmax. Эта нагрузка, называемая критической, равна

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Если в выражение (3.17) подставить значение zmax = 0, то получим первую критическую нагрузку, при которой ни в одной точке полупространства почвогрунта не наступит предельное равновесие Вторая критическая нагрузка – это предельная нагрузка, при которой полностью исчерпывается несущая способность почвогрунта, что достигается при окончании формирования уплотненного ядра под штампом.

Решение дифференциальных уравнений равновесия совместно с условиями предельного равновесия позволяет найти нагрузку, соответствующую полной потере несущей способности грунта. Эта задача впервые была решена Прандтлем и Рейсмером для невесомого грунта [133] Максимальное сопротивление почвы достигается при погружении штампа на глубину zmax, при которой формируется так называемая «луковица напряжений» (рис. 3.17).

Необходимо отметить, что подобная картина возникает не только при вдавливании деформатора перпендикулярно поверхности почвы, но и при работе щелерезов в виде вертикальных ножей, а также перед наклонными в поперечном направлении ножами ниже критической глубины. Этим объясняется практический интерес к моделям рассматриваемых явлений.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.17. Размеры «луковицы напряжений» под штампом Основные размеры «луковицы напряжений» определяются по формулам:

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

погрузиться на глубину Определим первую PKP 1 и вторую PKP 2 критические нагрузки и соответствующие величины погружения z штампа для следующих исходных данных: c=5 Н/см2; =0,015 кг/см3; B=30. Результаты расчетов по уравнениям (3.18) и (3.19) приведены на графике рис. 3.18.

Рис. 3.18. Зависимость критической нагрузки от глубины вдавливания Из графика следует, что при сжатии почвы штампом, нагрузка возрастает по нелинейной зависимости. Как только под штампом образовалось уплотненное ядро, возникает устойчивое пластическое течение и сжимающее усилие при погружении штампа не увеличивается, а удельное давление достигает величины предела несущей способности почвы. В начальной стадии диаграммы сжатия (рис. 3.18)

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

имеется участок, где наблюдается прямо пропорциональная зависимость между удельным давлением и осадкой штампа, т.е.

где k - коэффициент объемного смятия почвы, кг/м3.

При дальнейшем погружении штампа прямо пропорциональная зависимость нарушается: рост давления отстает от роста деформации и согласно степенной функции где k - константа; n – показатель степени деформируемости почвы.

В.В. Кацыгин [54] предложил зависимость между напряжением и деформацией z выражать функцией гиперболического тангенса - напряжение сжатия (смятия) почвы, Н/см2;

где p0 – предел несущей способности почвы, Н/см2;

k – коэффициент объемного смятия, Н/см3.

Значения коэффициентов p0 и k приведены в табл. 3.6.

Зависимость (3.26) хорошо согласуется с экспериментальными данными по определению твердости почвы, т.к. кривые записанные твердомером, отображают фазы формирования и перемещения уплотненного ядра.

На рис. 3.19 представлены практические диаграммы твердости почвы, полученные твердомером с наконечниками разной формы [122].

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

суглинок суглинок суглинок При экспериментальном определение характеристик почвы выбор формы наконечника зависит от средней твердости почвы. Конический наконечник применяется для твердых целинных почв, цилиндрический и эллипсоидальный – для вспаханных почв, перед культивацией.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

(на поле люцерны при влажности чернозема 26,9%), замер наконечниками площадью основания 2 см2:

1 – цилиндрический; 2 – конический; 3 – эллипсоидальный; 4 – шаровой На рис. 3.20. показана идеализированная зависимость усилия внедрения конического наконечника твердомера в почву от глубины погружения.

Начальный участок диаграммы OA имеет линейный характер и характеризует упругое уплотнение почвы. С увеличением глубины погружения происходит пластическое смятие почвы, и зависимость p f (z ) имеет нелинейный характер (участок диаграммы AB). На участке диаграммы BC происходит пластическое течение почвы:

наконечник погружается при постоянном усилии. Участок CD характеризует повышение твердости почвы подпахотного горизонта.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.20. Идеализированная диаграмма усилия внедрения наконечника Твердость почвы определяется по формуле где h – средняя ордината диаграммы для установленной глубины или при необходимости всей глубины обработки, см; qП – жесткость пружины, Н/см; S – площадь наконечника твердомера, см2.

Следует оговориться, что зависимость (3.26) характеризует твердость почвы или напряжение, возникающее в почве, только на участке OB диаграммы.

объемного смятия почвы где pA и hA – усилие и глубина, соответствующие точке A диаграммы.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

свежевспаханной почвы составляют 1…2 Н/см3; для жнивья, паров и лугов 5…10 Н/см3; для грунтовых дорог 50…90 Н/см3 [62].

почвогрунты проявляют различные сопротивления при сжатии и растяжении. Это объясняется тем, что водно-коллоидные связи между частицами и агрегатами дисперсных почвогрунтов в значительно меньшей степени сопротивляются отрыву, чем сжатию. При сжатии водные пленки, окружающие частицы, выжимаются и усилие воспринимают твердые частицы скелета, что повышает прочность почвогрунтов. Опыты [6] EСЖ / E РАСТ составляет для глины 4, а для суглинка 3. В этих опытах пропорциональности: при сжатии П=(1,5…2,5)105 Па, при растяжении П=(0,2…0,5)105 Па.

почвогрунтов не постоянны и могут уменьшаться (релаксировать) под воздействием нагрузки. Их величина в значительной степени зависит от скорости нагружения. Значения модуля упругости при линейной деформации можно принимать согласно табл. 3.7 [27].

При деформации любого материала выполняется определенная работа, которая аккумулируется в материале в виде потенциальной энергии W. В пределах пропорциональности, когда напряжения потенциальная энергия в единице объема определяется по выражению

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

3.3.2. Сопротивление почвы при трехосном сжатии растяжении воздействием трех взаимно перпендикулярных напряжений (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Схема трехосного сжатия элемента почвы Такая схема нагружения может наблюдаться в массиве пласта почвы под воздействием плужного лемеха. В общем случае напряженнодеформированное состояние в произвольно выбранной точке среды

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

определяется девятью величинами нормальных и касательных напряжений и девятью компонентами деформаций по трем взаимно перпендикулярным площадкам. Если по граням выделенного из среды элемента почвы будут действовать касательные напряжения, то грани элемента будут скашиваться и поворачиваться, т.е. будет иметь место деформация формоизменения (рис. 3.22) или чистый сдвиг.

Рис. 3.22. Схема деформации элемента почвы при чистом сдвиге (растяжения) при блокированном или несвободном резании почвы, не содержащим деформации кручения. Напряжения 1, 2, и 3 называются в теории упругости главными напряжениями. В сечениях тела, соответствующих главным нормальным напряжениям, касательные напряжения равны нулю. Деформации по направлению действия главных напряжений определяются по уравнениям [79]

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Относительная объемная деформация равна где 1, 2, 3 – главные линейные деформации.

Удельная потенциальная энергия упругих объемных деформаций равна Отношение абсолютной деформации сдвига S к размеру грани a Зависимость между касательным напряжением и относительной

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

деформацией сдвига в пределах пропорциональности (упругости) подчиняется закону Гука для деформации сдвига где G – модуль упругости материала при сдвиге.

Модуль сдвига G связан с модулем упругой деформации E и коэффициентом поперечной деформации (коэффициентом Пуассона) соотношением [79] Численное значение модуля сдвига колеблется от G=E/2 (при =0) до G=E/3 (при =0,5). Для наиболее часто встречающегося значения Параметр можно выразить через константы G и E следующим образом =0 деформация происходит только по оси z, т.е. =0 и E0 = 2G, а при =0,5 происходит изменение формы без изменения объема, в этом случае Сопротивление сдвигу определяют путем решения уравнений, связывающих внешнюю силу, действующую на образец, и сопротивление сдвигу по поверхности скольжения, например, используя уравнение Кулона-Мора (3.11).

На практике при определении величины сопротивления сдвигу в образце почвогрунта должно быть создано такое напряженное состояние,

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

при котором касательные напряжения превышают сопротивление почвогрунта сдвигу, и происходит сдвиг с образованием поверхностей скольжения или пластическое деформирование образца. Это может быть достигнуто несколькими способами поступательного или вращательного смещения частей образца [6]: 1) одно- или двухсрезным прибором среза; 2) разделением образца в условиях трехосного сжатия; 3) раздавливанием образца в условиях одноосного сжатия; 4) вдавливанием в почвогрунт штампов; 5) проворачиванием в почвогрунте вдавленной крыльчатки.

Метод оценки сопротивления сдвигу, основанный на вдавливании в связные грунты шарового штампа, был предложен Н.А. Цытовичем [133].

Величину сопротивления сдвигу в этом случае вычисляют по формуле А.Ю. Ишлинского для идеально пластичного тела, где c – сцепление, P – нагрузка на штамп; D – диаметр шара; k – коэффициент равный для пластичных тел 0,18; h – глубина вдавливания.

Для оценки прочностных и деформационных характеристик материала пользуются испытаниями образцов на растяжение и сжатие, в результате которых получают диаграммы, приведенные на рис. 3.2. По диаграммам определяют предельные напряжения (П, У, Т, В) и величины упругих и остаточных деформаций.

Для определения прочности материала обычно достаточно знать предельное напряжение текучести Т или временное сопротивление В, при котором появляются трещины. Но предельные напряжения легко определяются только для простых деформаций: растяжения или сжатия.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Для сложных напряженных состояний используют различные теории прочности [48].

Наибольшую известность и применение для почвогрунтов получила теория прочности Кулона-Мора, разработанная еще в XVIII в.

Кулоном и окончательно сформулированная в XIX в. Мором. По этой теории разрушение начинается тогда, когда напряжение сдвига на произвольной площадке достигнет предельного значения, которое является функцией нормального напряжения на этой же площадке [78] где f() – экспериментально определяемая функция.

Условие Мора можно также представить следующим образом где 13 – главные нормальные напряжения.

строить ряд кругов предельных нормальных напряжений (рис. 3.23).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Из рис 3.23 следует, что наивысшие точки кругов Мора, соответствующие состоянию разрушения материала, лежат на предельной напряженных состояний, изображаемых кругами Мора, огибающую кривую заменяют касательной к этим кругам прямой. Тогда предельное состояние аппроксимируется уравнением Кулона-Мора c – сцепление (когезия); tg - напряжение внутреннего трения.

где В.П. Горячкин [31] считал, что в основу общей теории всех сельскохозяйственных машин и орудий должна быть поставлена теория разрушения материалов и теория клина. Он также полагал, что из всех теорий прочности для почв наиболее обоснованной является теория Кулона-Мора, согласно которой напряженное состояние считается предельным, когда оно удовлетворяет условию (3.38). Эта зависимость в координатах - может быть представлена графиком (рис. 3.24) [19].

напряжения (рис. 3.25).

абсцисс откладывают величины предельных главных напряжений 1 и разнице отрезков 1 и 3 как на диаметре. Координаты точек касания предельной прямой определяют величины разрушающих нормального и касательного напряжений. Угол определяет положение площадки скольжения в момент разрушения.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.24. Зависимость f ( ) предельного касательного напряжения от нормального: 1-2-3-4 линейная зависимость; 1-2 - предполагаемая зависимость в зоне отрицательных и малых значений Заменяя предельную кривую прямой линией, условие предельного состояния Кулона-Мора можно записать для связных почв в виде [78] Для несвязных почв c=0, поэтому На рис. 3.25 показана только половина круга Мора, поэтому зеркальное отражение точки a относительно оси также определяет возможную плоскость разрушения. Нормаль к этой площадке с осью наибольшего главного напряжения 1 составляет угол 2 и угол с направлением наименьшего главного напряжения 2 (рис. 3.26, б).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.25. Определение предельных напряжений с помощью кругов Мора:

а – для несвязных почв; б – для связных (глинистых) почв Из гипотезы Кулона о том, что разрушение происходит по разрушения проходит через направление среднего напряжения 2 и

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

составляет угол с направлением наименьшего главного напряжения (рис. 3.26, в) при условии Рис. 3.26. Схема разрушения образца под действием а – разрушение, соответствующее точке a; б – разрушение симметричное точке a; в – равновероятные площадки разрушения при 1 2 напряжениях (3.39), то положение плоскости разрушения определяется углом разрушения, равным тогда из выражения (3.39) получим

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

С учетом уравнения (3.38) имеем Величины a и a определяются по формулам Касательное напряжение достигает максимального значения при равно Вычисление по формулам (3.46) и (3.48) может быть заменено графическим построением кругов Мора [78] (рис. 3.27).

Из графика рис. 3.27 выводятся те же формулы для любой точки, расположенной на окружности AB под любым углом.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.27. Графическое определение напряжений при помощи круга Мора Из теории прочности Кулона-Мора следует, что сопротивление почвы сдвигу зависит от двух физических констант: внутреннего трения и сцепления.

Внутреннее трение представляет собой силы, возникающие между почвенными частицами при действии на них нормальных напряжений [90] Физическое представление о коэффициенте внутреннего трения fB можно получить из условия начала движения частиц по плоскости скольжения, когда касательное напряжение на плоскости сдвига (разрушения) оказывается равным напряжению внутреннего трения Из схемы на рис. 3.28 следует, что

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рис. 3.28. Схема к определению коэффициента и угла внутреннего трения Решая совместно уравнения (3.51) и (3.52), получим где B – угол внутреннего трения.

Согласно зависимости (3.51) силы трения представляют собой касательные силы реакции на поверхности соприкасающихся тел и, соответственно, равны касательным силам приложенных внешних сил.

Противодействие относительному перемещению соприкасающихся разнородных тел в плоскости скольжения по В.А Кацыгину [54] – это внешнее трение. Относительное перемещение частей однородных тел – это внутреннее трение. Величина коэффициентов внешнего и внутреннего трения почвы зависит от механического состава, содержания органики, влажности и пористости. В расчетах можно использовать данные табл. 3. для основных разновидностей дерново-подзолистых почв.

Из данных табл. 3.8 следует, что коэффициенты внутреннего трения в среднем на 16% больше, чем коэффициенты внешнего трения.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Значения коэффициентов внешнего и внутреннего трения Тип почвы по механическому составу Суглинок Суглинок Сцепление c – это часть сопротивления почвы сдвигу при Сцепление создается в почве благодаря поверхностному натяжению между частицами, т.е. адсорбции частиц скелета почвы и цементационными свойствами коллоидных гелей, а также механическому сцеплению между твердыми частицами. Немаловажную роль в сцеплении играют также силы электрохимического взаимодействия между дисперсными частицами твердой фазы почвы.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Сцепление численно равно отрезку, отсекаемому предельной прямой на оси ординат (см. рис. 3.24, б). Отрезок, отсекаемый продолжением предельной прямой на оси абсцисс и равный эквивалентен величине сопротивлению внутреннего трения [6].

Сцепление c и коэффициент внутреннего трения fB зависят от механического и гранулометрического состава почвы, степени ее уплотнения и влажности. На несвязных сыпучих почвах (пески, супеси) сцепление практически отсутствует (c=0), тогда уравнение (3.38) примет вид Сцепление плотных почв с ненарушенной структурой доходит до 10…15 МПа, а с нарушенной структурой не превышает 0,5…0,7 МПа.

влажности среднего суглинка показана на графике рис. 3.29 [6].

Рис. 3.29. Зависимость сцепления и угла внутреннего трения от влажности

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Как следует из графика на рис. 3.29, сцепление и угол внутреннего трения резко уменьшаются при увеличении влажности почвы.

Значения коэффициентов внутреннего трения для некоторых видов почв приведены в табл. 3.9.

Значения коэффициентов внутреннего трения fB и сцепления c стерня посев дерновым покровом По данным В.В. Кацыгина [54], предельная величина сцепления cmax для связных суглинистых почв составляет 0,3 МПа, а коэффициент внутреннего трения fB =0,6…0,8.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Глава 4. Физические процессы механики почв 4.1. Физические процессы при взаимодействии рабочих органов Механическая обработка почвы различными видами рабочих органов сопровождается резанием монолита пласта, его крошением, уплотнением и перемещением отдельных элементов или пласта в целом.

Резание монолита пласта почвы производится с отделением и без отделения стружки (рис. 4.1).

а, б – резание без отделения стружки; в – резание с отделением стружки Резание без отделения стружки выполняется перпендикулярно или параллельно поверхности пласта. В механике грунтов такой способ называют блокированным резанием, оно выполняется плоскими дисковыми или черенковыми ножами, стойками рыхлителей и щелевателей. Резание с отделением стружки выполняется плоскими и криволинейными клиновидными рабочими органами при поступательном или вращательном движении (лемехи плугов, лапы и наральники культиваторов, ножи фрез, сферические диски борон и лущильников и др.).

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ПОЧВ

Рыхление – это процесс разрушения монолита пласта и приведение его в рыхлое состояние, выполняется всеми видами рабочих органов при резании почвы с отделением стружки.

Крошение – это дробление крупных почвенных глыб и комков на более мелкие фракции. Выполняется также всеми видами рабочих органов.

Перемещение части или всего пласта производится при вспашке, дисковании, бороновании, культивации, при образовании борозд, гряд и гребней, при планировке поверхности полей и других технологических почвообрабатывающих и землеройных операциях.

почвенных агрегатов и частиц, сопровождается повышением объемной массы, восстановлением скважности и капилляров. Выполняется различного типа катками и опорными устройствами машин и орудий.

Операции крошения, уплотнения и перемещения, как правило, осуществляются одновременно с резанием и перемещением почвы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 
Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет И.О. Загорский, П.П. Володькин Подписано в печать Ректор университета проф. С.Н. Иванченко ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОРГАНИЗАЦИИ РЕГУЛЯРНЫХ ПЕРЕВОЗОК ПАССАЖИРСКИМ АВТОМОБИЛЬНЫМ ТРАНСПОРТОМ монография Хабаровск Издательство ТОГУ 2012 УДК 656. ББК О З- Научный редактор: Доктор экономических наук, профессор,...»

«Пензенский государственный педагогический университет имени В. Г. Белинского В. В. Константинов, Н. А. Ковалева СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФЕНОМЕНА РАССТАВАНИЯ МИГРАНТОВ С РОДИНОЙ Пенза – 2010 1 Печатается по решению редакционно-издательского совета ПГПУ им. В. Г. Белинского УДК 314.7 ББК 60.74 Рецензенты: Доктор психологических наук, профессор Н. И. Леонов Доктор психологических наук, профессор С. В. Сарычев Константинов В. В., Ковалева Н. А. Социально-психологический анализ феномена...»

«ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет О.А. Артемьева, М.Н. Макеева СИСТЕМА УЧЕБНО-РОЛЕВЫХ ИГР ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ Монография Тамбов Издательство ТГТУ 2007 Научное издание А862 Р е ц е н з е н т ы: Директор лингвистического центра Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена доктор педагогических наук, профессор Н.В. Баграмова Доктор культурологии, профессор Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина Т.Г....»

«Плюснин Ю.М. Заусаева Я.Д. Жидкевич Н.Н. Позаненко А.А. ОТХОДНИКИ Москва Новый хронограф 2013 УДК. ББК. П40 Издание осуществлено на пожертвования Фонда поддержки социальных исследований Хамовники (договор пожертвования № 2011-001) Научный редактор С.Г. Кордонский Плюснин Ю.М., Заусаева Я.Д., Жидкевич Н.Н., Позаненко А.А. Отходники [текст]. – М.: Изд-во Новый хронограф, 2013. – ххх с. – 1000 экз. – ISBN 978-5-91522-ххх-х (в пер.). Монография посвящена проблеме современного отходничества –...»

«В.М. Фокин ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОЕНИЕ-1 2005 В.М. Фокин ТЕПЛОГЕНЕРАТОРЫ КОТЕЛЬНЫХ МОСКВА ИЗДАТЕЛЬСТВО МАШИНОСТРОЕНИЕ-1 2005 УДК 621.182 ББК 31.361 Ф75 Рецензент Доктор технических наук, профессор Волгоградского государственного технического университета В.И. Игонин Фокин В.М. Ф75 Теплогенераторы котельных. М.: Издательство Машиностроение-1, 2005. 160 с. Рассмотрены вопросы устройства и работы паровых и водогрейных теплогенераторов. Приведен обзор топочных и...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт горного дела Дальневосточного отделения МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Хабаровский государственный технический университет Утверждаю в печать Ректор университета, д-р техн. наук, проф. С.Н. Иванченко 2004 г. Е. Б. ШЕВКУН ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ ПОД УКРЫТИЕМ Автор д-р техн. наук, доцент Е.Б. Шевкун Хабаровск Издательство ХГТУ Российская академия наук Дальневосточное...»

«Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию Российской Федерации ГОУ ВПО “Ижевская государственная медицинская академия” ГОУ ВПО “Башкирский государственный медицинский университет” ГУЗ “Республиканское бюро судебно-медицинской экспертизы” МЗ СР ЧР Бабушкина Карина Аркадьевна Халиков Айрат Анварович Маркелова Надежда Михайловна ТЕРМОДИНАМИКА КРОВОПОДТЕКОВ В РАННЕМ ПОСТМОРТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ Монография Ижевск – Уфа – Чебоксары 2008 УДК 340.624.6:616-003.214 ББК 58+54.58 Б 129 Ре...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Л.И. Рыженко МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ ПОСЕЛЕНИЙ Монография Омск СибАДИ 2010 0 УДК 352:71 ББК 65.05.:38.9 Р 94 Рецензенты: д-р экон. наук., проф. Ю.П. Дусь (ОмГУ им. Ф.М. Достоевского); д-р филос. наук, проф. В.И. Разумов (ОмГУ им. Ф.М. Достоевского) Работа одобрена редакционно-издательским советом СибАДИ. Рыженко Л.И. Р 94 Методы управления развитием поселений: монография. – Омск:...»

«АКАДЕМИЯ НАУК АБХАЗИИ АБХАЗСКИЙ ИНСТИТУТ ГУМАНИТАРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ им. Д.И. ГУЛИА Т. А. АЧУГБА ЭТНИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ АБХАЗОВ XIX – XX вв. ЭТНОпОлИТИЧЕСКИЕ И мИГРАцИОННыЕ АСпЕКТы СУХУм – 2010 ББК 63.5 (5 Абх) + (5 Абх) А 97 Рецензенты: д.и.н., профессор л.А. Чибиров (Владикавказ) д.и.н. Ю.Ю. Карпов (Санкт-Петербург) д.и.н., профессор А.л. папаскир (Сухум) Редактор: л.Е. Аргун А 97 Т.А. Ачугба. Этническая история абхазов XIX – XX вв. Этнополитические и миграционные аспекты. – Сухум. 2010. 356 с....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Г.С. Жукова Е.В. Комарова Н.И. Никитина Квалиметрический подход в системе дополнительного профессионального образования специалистов социальной сферы Монография Москва Издательство Российского государственного социального университета 2012 УДК 37.0 ББК 74.5в642 Ж86 Печатается по рекомендации Н аучн о-образовательного и внедренческого центра кафедры матем атики и информа тики Российского...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина А.И. Тихонов Законы природы с позиций теории информации 2008 ББК 20 Т46 Тихонов А.И. Законы природы с позиций теории информации / ГОУВПО Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. – Иваново, 2008. – 216 с. ISBN Рассмотрены фундаментальные законы природы, которым подчиняются как...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет Научно-исследовательский институт прикладной этики _ В. И. Бакштановский ПРИКЛАДНАЯ ЭТИКА: инновационный курс для магистр(ант)ов и профессоров Часть 1 Тюмень ТюмГНГУ 2011 УДК 17 ББК 87.75 Б 19 Рецензенты: доктор философских наук, профессор, академик, директор Института философии РАН А. А....»

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ ФИЛОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ПСИХОЛОГИИ И ПЕДАГОГИКИ Гагарин А.В. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ КОМПЕТЕНТНОСТЬ ЛИЧНОСТИ: ПСИХОЛОГО-АКМЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ Монография Москва, 2011 1 Утверждено ББК 74.58 РИС Ученого совета Г 12 Российского университета дружбы народов Работа выполнена при финансовой поддержке РГНФ (проект № 10-06-0938а) Научный редактор: академик РАО, доктор психологических наук, профессор А.А. Деркач Р е ц е н з е н т ы: член-корр. РАО, доктор...»

«Величко М.В., Ефимов В.В., Иманов Г.М. Экономика и ноосфера. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ АНО ВПО СМОЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра Психологии, акмеологии, ноосферологии и педагогики. ЕВРОПЕЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК ВЕЛИЧКО МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ ЕФИМОВ ВАСИЛИЙ ВИКТОРОВИЧ ИМАНОВ ГЕЙДАР МАМЕДОВИЧ Величко Михаил Викторович Ефимов Василий Викторович Иманов Гейдар Мамедович ЭКОНОМИКА И НООСФЕРА Научно-методологические основы государственного управления...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ В. Б. Сироткин ПРОБЛЕМЫ МОДЕРНИЗАЦИИ: конкурентный экономический порядок Монография Санкт Петербург 2007 УДК 399.138 ББК 65.290 2 С40 Рецензенты: кафедра экономического анализа эффективности хозяйственной деятельности Санкт Петербургского государственного университета экономики и финансов; доктор...»

«Негосударственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИНСТИТУТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Кафедра естественнонаучных и общегуманитарных дисциплин В. К. Криворученко ИСТОРИЯ — ФУНДАМЕНТ ПАТРИОТИЗМА Москва — 2012 УДК 93.23 ББК 63.3 К82 Рецензенты: Королёв Анатолий Акимович, доктор исторических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ (АНО ВПО Московский гуманитарный университет); Козьменко Владимир Матвеевич, доктор исторических наук, профессор, заслуженный деятель...»

«Российский Гуманитарный научный фонд Ноосферная общественная академия наук Европейская академия естественных наук Государственная Полярная академия Смольный институт Российской академии образования Крестьянский государственный институт им. Кирилла и Мефодия Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова А.И. Субетто НооСферНый прорыв  роССИИ в будущее  в XXI веке Монография Под научной редакцией д.ф.н. В.Г. Егоркина Санкт-Петербург 2010 УДК 113+141.2 ББК Ю6+С550.01 Субетто А.И. С89...»

«В.Н. Дубовицкий СОЦИОЛОГИЯ ПРАВА: ПРЕДМЕТ, МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ Минск ИООО Право и экономика 2010 Дубовицкий, В.Н. Социология права: предмет, методология и методы / В.Н Дубовицкий ; Белорусский государственный университет. – Минск : Право и экономика, 2010. – 174 с. УДК 316.344.4 Рецензенты: доктор социологических наук, кандидат юридических наук Н.А. Барановский Дубовицкий, В.Н. Социология права: предмет, методология и методы / В.Н. Дубовицкий. – Минск: Право и экономика, 2010. – с. В работе...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы В.Е. Лявшук ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ МОДЕЛИ ИЕЗУИТСКОГО КОЛЛЕГИУМА Монография Гродно ГрГУ им. Я.Купалы 2010 УДК 930.85:373:005 (035.3) ББК 74.03 (0) Л 97 Рецензенты: Гусаковский М.А., зав. лабораторией компаративных исследований Центра проблем развития образования БГУ, кандидат философских наук, доцент; Михальченко Г.Ф., директор филиала ГУО Институт...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина А.В. Пронькина НАЦИОНАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ МАССОВОЙ КУЛЬТУРЫ США И РОССИИ: КУЛЬТУРОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Монография Рязань 2009 ББК 71.4(3/8) П81 Печатается по решению редакционно-издательского совета государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Рязанский государственный университет имени С.А....»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.